我們都知道,在燃油車時代的豐田車,它們有着很高的可靠性,設計也相對保守。如果把普鋭斯混動算在內,豐田已經歷經20多年電動化,包括HEV、PHEV、EV、FCEV等不同車型。
豐田這邊有一個數據,就是他們電池、電機、PCU等三電系統勢核心技術經歷4代發展後,錄得電池系統0事故。雖然這個0事故我們沒法考證,但確實沒有聽説豐田的電池出現過自燃之類事故。
豐田正在打造自己的純電動車型——包括豐田bZ 4X、雷克薩斯RZ450e等 ,它們都是基於e-TNGA架構純電動車。
在EV時代的電池安全管理、以及長壽命上,豐田也有一套自己設計理念。我們來看看豐田怎麼幹的:
豐田bZ 4X是由豐田與Subaru共同研發的,它基於e-TNGA架構,而電芯採用CATL(寧德時代)共同研發生產的電池。而在電池熱管理等方面則主要由豐田來獨立完成。
鋰電池的使用過程發生老化主要有兩方面原因:一是正常的充放電次數。但是如果正常充電電池的壽命是非常長的,最怕的是反覆進行急速充放電的話,電池會在使用後1到2年內發生老化。
第二種是內部化學變化導致逐漸老化,導致電池容量減少。除了時間和材料問題影響老化外,持續的高温狀態會加速老化。
應對第一種情況,豐田bZ 4X的方法將充電量控制在不易老化的區域內來抑制電池的老化,為此設計穩定電池輸出並能抑制電池老化的電池温控系統。並通過持續不斷的電池狀態管理,應對電池內部的意外故障。
例如在每個電池單體的下方,都設計有電池電加熱裝置,這種確保電池温度的方法,實驗證明充到滿電狀態,充電時間最多可縮短一半以上。
而且豐田試驗過即使在最惡劣的-30℃的環境下,也能在一晩時間(8小時)內保證電池升温到合理温度。
應對第二種老化情況,豐田bZ 4X從電池材料、電池包構造以及控制系統等各方面設法抑制電池老化。以至於豐田電動化的進程中,豐田也會利用零部件、配套設施等產業鏈優勢保證這種安全可靠性。
看到豐田bZ 4X的操作,我們就知道要保證電池的充放電程中的安全和耐用性秘密——把温度控制在合理的範圍。
其實針對電池的熱管理,新開發的基於純電平台的新車都有應對方法。最終就看各家的方案哪一個是真正有效。
例如早在2018年發佈的捷豹I-PACE,冬天可以通過APP預約,插着充電線的I-PACE就會在你出發前,利用外置電源提前給車艙和電池組加熱,就這一項的設計就可以為I-PACE增加了幾十公里的續航里程。
還有在行駛過程中,急加速會令到電池在短時間內大幅升温,而利用遍佈電池組四周的液冷管理,讓I-PACE電池一直保持着最佳狀態。
豐田bZ 4X對電池安全的保護,提到的第二種情況往往容易被人們忽略。
其實很多電池起火的原因,並非在充放電過程中,而是由於結構失效和電池漏電。車用動力電池設計是把電池包固定在電池箱體裏,整個系統設計時如果材料和結構不過關就引起麻煩,製造過程中焊接和裝配不嚴謹也不行。
雖然大家都經常看到車廠宣傳,它們的電池保護做得很好,電池包的箱體都越做越堅固。
但提醒一點是,電動車的電池大多設計在車底,也是最容易受到碰撞的部位之一,所以別聽那些廠家宣傳,什麼“電動車不用保養”之類。定期多檢查一下電池外殼沒什麼壞處。